Anglo Platinum, 생산 인텔리전스 확보

배경

백금은 세계에서 가장 희귀한 금속입니다.연간 채굴되는 금은 약 1,800톤이지만 백금은 약 133톤에 불과합니다.

귀금속 세계에서도 백금이 귀하게 취급되는 것은 희귀성 때문만은 아닙니다.백금은 퇴색에 대한 내성이 강하고 가단성은 다이아몬드 및 기타 보석을 제자리에 고정하는 데 도움이 됩니다.

남아프리카 공화국의 Anglo Platinum은 세계 최대의 백금 생산업체입니다.Anglo American의 자회사로서 연간 채굴되는 모든 백금의 40%에 가까운 양을 처리합니다.

Anglo Platinum 귀금속 제련소(PMR)는 세계에서 가장 큰 두 개의 백금 광산 인근에 위치합니다.제련소에서 가공되는 광석에는 백금 외의 다른 성분도 포함되어 있습니다.다른 "귀금속류"(PGM)에는 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오시뮴 및 이리듐이 포함됩니다.제련소는 니켈, 구리, 아연과 같은 비금속도 추출합니다.

여기서 생산되는 백금은 보석 외에도 다양한 용도로 사용됩니다.귀금속은 촉매 변환 장치가 자동차 배기 가스에서 오염 물질을 걸러내는 데 도움이 되며, 백금을 연료 전지로 사용하여 환경 및 에너지 문제에 대처하는 등 대체 에너지원으로도 점차 주목받고 있습니다.

추출되는 금속의 다양성으로 인해 제련 프로세스는 복잡합니다.Anglo Platinum은 프로세스 자동화 시스템을 지원하기가 갈수록 어려워지고 제련소의 복잡한 프로세스를 처리하기에는 시스템이 지나치게 단편화되어 있음을 인지했습니다.그러한 이유로 솔루션을 모색하기 시작했습니다.

과제

PGM 가공의 시작은 지하 또는 노천광에서 광석을 캐내는 것입니다.그런 다음 Anglo Platinum은 광석을 집중화된 공장 중 하나로 이송하고, 이 공장에서 광석은 분쇄 및 부유됩니다.여기서 원하지 않은 요소를 광석에서 제거하는 용해 프로세스가 시작됩니다.이후 컨버터가 제품을 회사의 자기 집속기 공장으로 보내면 여기서 귀금속과 비금속 그룹이 분리됩니다.

여러 업체의 손질을 거친 1980년대식 구형 제어 시스템으로 인해 작업은 복잡했습니다.그 결과구형 시스템을 유지하기 위해서는 특수한 기술이 필요했습니다.끼워 맞춘 시스템은 더 이상 업그레이드하기도 어려웠습니다.

Anglo Platinum의 제어 기술 전문가 Hermanus du Preez는 이렇게 말했습니다. "제련소에서 배치 프로세스와 지속 프로세스가 모두 진행되므로 새 솔루션을 찾을 때 변동성이 핵심적인 고려 사항이었습니다.시스템은 지속적인 프로세스를 유지하면서 동시에 배치도 모니터링해야 합니다. 즉, 우리 회사의 복잡성에 대처해야 합니다."

PMR은 여러 레시피에 사용되는 장비를 효율적으로 배치하고 공유하는 데 어려움을 겪었습니다.작업자는 다양한 레시피에 대응하여 언제 어느 프로세스에서 무슨 장비를 사용해야 하는지를 결정해야 했지만 장비 공유 일정을 미리 잡을 수가 없었으므로 지연이 발생하는 경우가 많았습니다.

확장 가능하고 유연한 시스템을 확보하기 위해 회사는 단일 업체를 선택해 진행하기로 결정했습니다.Preez는 "시스템을 표준화하고 국제 모범 사례에 맞추고 업그레이드하여 다음 10-15년의 운영에 대비해야 했다"고 말했습니다.

솔루션

Anglo Platinum PMR은 이미 로크웰 오토메이션 제어 시스템을 사용한 네트워크 인프라를 갖추고 있었습니다.따라서 회사는 로크웰 오토메이션의 PlantPAx^® 프로세스 자동화 시스템을 선정하여 한 벤더와 함께 제어 시스템 자동화를 추진했습니다.

PlantPAx 시스템은 공장 전반의 자동화 시스템을 관리하도록 설계된 현대적 DCS입니다.결과적으로 Anglo Platinum은 제련소 전반에서 동일한 자동화 기술을 사용하고, 이를 통해 완전 통합과 손쉬운 정보 액세스, 그리고 요구 사항이나 제품의 변경에 따른 간편한 수정을 실행할 수 있게 되었습니다.

du Preez는 "PlantPAx 솔루션은 이상적이었다"며,"기존의 제어 기반 위에 견고한 전체 시스템을 배치할 수 있었고, 이는 프로세스에 필요했던 표준 제어 모듈을 제작하는 데 도움이 되었다"고 말했습니다.

주문 제작은 솔루션의 핵심 요소였습니다.Anglo Platinum은 로크웰 오토메이션과의 긴밀한 협조를 통해 배치 및 지속적 프로세스에 대응하며 ISA-88 표준을 준수하는 하이브리드 프로세스 시스템을 구현했습니다.

예를 들어 Anglo Platinum은 제련소 작업에 작업자가 장비 공유를 위해 효과적으로 장비를 예약하고 제어할 수 있는 "라우팅 블록"을 추가했습니다.또한 작업자는 필요한 경우 큐의 변경 사항에 대한 우선 순위를 온라인으로 조정할 수 있습니다. 이는 현대적 DCS 시스템이 제공하는 시간 절약이 가능한 새로운 옵션입니다.

절차적 컨트롤과 규제 컨트롤을 모두 내장하고, 맞춤형 애드온 명령어를 제작할 수 있는 유연성을 통해 PMR은 이제 배치 보고 기능을 갖추었습니다.이러한 기능은 주문 제작 배치 보고서 애드온 명령어를 사용하여 제공됩니다.

이를 통해 작업자는 작업자 화면을 통해 어느 핵심 성과 지표가 충족되었고(예를 들어 운영 및 핵심 단계 시간, 처리 용량 및 배치 변동성), 각 단계에서 배치의 위치가 어디인지 표시함으로써 공장을 더욱 효과적으로 제어할 수 있게 되었습니다.레시피 파라미터(충족된 파라미터와 벗어난 파라미터)가 표시되는 보고서는 작업자에게 실시간 데이터에 대한 접근성을 제공하여 레시피 실행의 신뢰성을 향상할 수 있게 해줍니다.

FactoryTalk Historian 소프트웨어는 자동으로 식별, 수집 및 저장된 정보에 접근하여 작업자가 프로세스 관련 데이터를 분석하는 데 도움을 제공합니다.제련소 작업자는 이제 샘플을 검증하는 데 소요된 시간 또는 사용 가능한 장비에 대한 시야를 확보할 수 있습니다.

du Preez는 "작업자는 실용적인 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어 원래 16시간이 걸렸어야 할 특정 배치 생산에 20시간이 소요된 이유를 알아볼 수 있다"며,"이렇게 향상된 가시성을 통해 이전에는 모르고 넘어가는 경우가 많았던 제련소 프로세스의 제약 요소를 파악할 수 있다"고 말했습니다.

새로운 현대적 DCS 시스템의 또 다른 장점은 더 엄격한 제어입니다.Historian 소프트웨어를 통해 생산 중 모든 시작과 정지가 보고되므로 작업자는 각 프로세스와 배치 현황을 더 정확히 받아볼 수 있습니다.

예를 들어 배치가 레시피 파라미터에서 비정상적으로 벗어나는 경우 프로세스가 안전 상태로 진입합니다.교정 후 재시작하면 배치는 특정 핵심 성과 지표를 참조하여 멈춘 곳부터 다시 시작합니다.

이전에는 프로세스 중 차질이 발생하면 사람이 개입해야 했고, 차질이 보고되지 않는 경우도 있었습니다.자동화된다 해도 필요한 경우 작업자가 개입할 수 있는 유연성이 있습니다.

PlantPAx 솔루션을 통해 Anglo Platinum 관리자는 표준 레시피 템플릿과 라이브러리를 개발할 수 있습니다.유지보수 관점에서 이는 작업 내에서 불필요한 트립, 폴트 또는 기타 문제가 발생 중인 부분을 더 쉽게 파악할 수 있게 해줍니다.

결과

작업자는 프로세스의 모든 단계와 수준에 걸쳐 보고를 받을 수 있으므로 실시간으로 레시피 현황을 추적하고 생산 중 더욱 엄격한 통제력을 유지할 수 있습니다.

du Preez는 "이제 운영에 대해 더욱 현실적인 시야를 갖게 되었다"며,"부가적인 정보와 가시성의 향상 덕분에 작업자는 프로세스를 더욱 정확히 이해할 수 있다"고 말했습니다.

가시성의 증대는 배치 변동성의 감소로 이어졌습니다.작업자는 배치와 핵심 성과 지표를 신속하게 비교하고, 배치가 정상 범위를 벗어나는 경우와 그 시점을 파악할 수 있습니다.작업자는 시스템에 익숙해지고 배치 모니터링을 반복하다 보면 특정 배치에 얼마나 시간이 걸릴지, 문제가 있는지 여부를 알 수 있게 됩니다.

또한 ISA-88 구조의 PlantPAx 솔루션은 유지보수와 문제 해결도 향상되었으며 이는 Anglo Platinum이 엄격한 국제 프로세스 컨트롤 표준을 준수하는 데 도움이 됩니다.

du Preez는 "PlantPAx 현대적 DCS 시스템은 유연성과 확장성을 더해 준다"며,"Anglo Platinum에는 계속해서 충족해야 할 고유한 요구 사항이 있는데, 이 시스템은 이러한 요구 사항을 충족하고 규정을 준수할 수 있는 옵션을 제공한다"고 말했습니다.

위에서 언급한 결과는 Anglo Platinum이 로크웰 오토메이션의 제품과 서비스를 타 제품과 함께 사용하여 얻은 결과입니다.구체적인 결과는 고객마다 다를 수 있습니다.